基于流体热分析的FDM工艺参数对拉伸强度的影响研究

摘要

熔融沉积技术(Fused Deposition Modeling,FDM)具有成型速度快、操作简单等优点。打印速度、打印层厚、打印温度等会影响制件的等效应力,进而影响其力学性能。不同于直接将打印温度设置为生死单元仿真的初始温度,通过实验与流体仿真验证,得出的单道熔丝接触底板时的温度,作为生死单元多层叠加时的初始温度,计算并拟合出关于打印参数的换热系数函数,使仿真的温度变化和应力更加精确。再通过FDM多层堆叠仿真,得出不同参数下的成型件应力大小,与相同参数下拉伸试验得到的拉伸强度进行关联对比,从应力大小的角度,分析打印参数对拉伸强度影响。设计补充试验,得出打印层厚尽量小、打印速度适中、打印温度适中时,聚乳酸(Ploylactic Acid,PLA)成型件拉伸强度最大。